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Das Carrierpigeon-Projekt

Marek Kubica
November 13, 2009

Das Carrierpigeon-Projekt

Talk some friends and me held at for my University project

Marek Kubica

November 13, 2009
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Transcript

  1. Das Carrierpigeon-Projekt
    Julius Adorf, Marek Kubica, Hong-Khoan Quach
    Technische Universität München
    13.11.2009
    -
    ETI-Projekt GP 8
    Sommersemester 2009
    Julius Adorf, Marek Kubica, Hong-Khoan Quach Das Carrierpigeon-Projekt

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  2. Gliederung
    Idee
    Komponenten
    Herausforderungen
    Ausblick
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  3. Idee
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  4. Idee
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  5. Idee
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  12. Komponenten - Board
    Mainboard
    Mikrocontroller
    LEDs
    LCD
    Buttons
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  13. Komponenten - Bluetooth
    Antenne & Controller
    über UART ansprechbar
    kennt AT/Modem-Befehle
    kümmert sich selbst um die
    Verbindung
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  14. Herausforderung - Sicherheit und Stabilität
    Bluetooth-Clients dürfen keinen Schaden anrichten
    Programm darf nicht abstürzen
    Neustart soll immer möglich sein
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  15. Herausforderung - Sicherheit und Stabilität
    der Server hat immer Recht
    Timeouts sorgfältig programmiert
    Globale Variablen vermieden
    While-Schleifen vermieden
    While-Schleifen überprüft
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  16. Herausforderung - Speicherverwaltung
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  17. Herausforderung - Speicherverwaltung
    Nachrichtenzähler überprüfen
    Blockzeiger überprüfen
    Blockzeiger auf Duplikate überprüfen
    Damit der Techniker nicht zum Hausbesuch kommen muss.
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  18. Herausforderung - Speichermangel
    Die Hardware
    Flash 8 KB
    EEPROM 512 Byte
    SRAM 512 Byte
    ATmega8515, 8-Bit AVR-MCU
    512 Byte = 512 Zeichen!
    Harvard-Architektur
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  19. Herausforderung - Komisches Verhalten
    Bugs
    Stack und Heap kollidieren
    Unerklärliches Verhalten
    Heisenbugs
    Diagnose
    avr-size gibt Gesamtspeicher aus
    avr-nm gibt Speicherverbrauch granular aus
    Distanz von Stack (SP) und Heap (&__heap_start)
    ermittelbar
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  20. Herausforderung - Speicher sparen
    Dynamische Speicherverwaltung
    Nur Strings allokieren die wir brauchen
    Funktioniert nicht, Heisenbugparade
    Buer sharing
    Vorher: jeder Programmteil eigene Buer
    Nachher: alles über globalen Buer
    Harvard ausnutzen
    Zeichenmapping verbraucht viel RAM (235 Bytes)
    PROGMEM-Erweiterung des AVR-GCC
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  21. Herausforderung - LC-Display und Textausgabe
    Punkt ausgeben
    Buchstaben (8x5 Matrix)
    Text verkehrt rum
    ⇒ Handbücher ganz genau lesen
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  22. Ausblick - Ausbaumöglichkeiten
    Protokollerweiterung
    Mehr Speicher einbauen
    Korrekte Zeilenumbrüche
    Automatische Tests mit GNU Debugger und AVR-Simulator
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  23. Ausblick - Alternativen
    Alternative Entwicklung:
    mit dem Namen Acoelomorpha
    aus. Seine evolutionären Wurzeln
    waren für die Wissenschaft bisher
    ein Rätsel. Am Ende der umfang-
    reichen Analyse konnten die For-
    scher dem Wurm jedoch eine Hei-
    mat im Stammbaum der Tiere zu-
    weisen. Zur Entwicklung ihres
    Programms nutzten Stamatakis
    und sein Team den Garchinger
    Höchstleistungsrechner. Die end-
    gültige Rechnung wurde auf ei-
    nem BlueGene Rechner in den
    USA durchgeführt. Mit 2,25 Mil-
    lionen Prozessorstunden war dies
    die aufwändigste je durchgeführ-
    te Stammbaumanalyse. SZ
    Oberschleißheim T Grundwas-
    serwärmepumpen gelten als mo-
    derne Alternativen, um Häuser zu
    heizen oder zu kühlen. Die thermi-
    sche Nutzung von Grundwasser
    beeinflusst allerdings die Arten-
    vielfalt Grundwasser bewohnen-
    der Mikroorganismen und Kleinle-
    bewesen. Dies zeigt eine Studie
    von Wissenschaftlern des Helm-
    holtz-Zentrums München, in der
    weltweit erstmals Auswirkungen
    der immer bedeutender werden-
    den Verwendung von Grundwas-
    ser zu Heiz- oder Kühlzwecken
    auf Ökosysteme untersucht wur-
    den. Die im Rahmen der Pilotstu-
    die beobachteten Effekte waren al-
    lerdings zu gering, um die Quali-
    tät des Grundwassers an dem un-
    tersuchten Standort und seine
    mögliche Eignung zur Trinkwas-
    sergewinnung zu beeinträchtigen.
    In einem einjährigen Feldver-
    such haben Wissenschaftler des In-
    stituts für Grundwasserökologie
    am Helmholtz-Zentrum regelmä-
    ßig Grundwasserproben aus den
    Beobachtungsbrunnen einer im
    nördlichen Münchner Umland ge-
    legenen Anlage untersucht. Sie
    führten Temperaturmessungen
    durch, analysierten physikalisch-
    chemische Parameter und be-
    stimmten die Zahl, Aktivität und
    Vielfalt der vorhandenen Mikroor-
    ganismen und Kleinlebewesen.
    Das Forscherteam, das bei sei-
    nen Untersuchungen eng mit dem
    Wasserwirtschaftsamt und dem
    Betreiber der Anlage zusammen
    arbeitete, konnte deutliche biolo-
    gische Effekte im Grundwasser
    nachweisen: Die Veränderungen
    der Temperatur beeinflussten die
    Artenvielfalt im Ökosystem. Wäh-
    rend Mikroorganismen mit der
    Temperatur in ihrer Biodiversität
    durch keinen Etat gedeckt sind.
    Korbel bejammert die Situation
    nicht. Die ethische Verpflichtung
    zu helfen und heilen, stellt er klar,
    stehe natürlich über der Frage des
    Geldes. Dennoch bereitet ihm die
    Summe erhebliche Kopfschmer-
    zen. Immerhin kostet die Behand-
    lung eines rehabilitierten Wildvo-
    gels im Schnitt etwa 100 Euro, die
    eines Ziervogels etwa 70 Euro.
    Aber Not macht erfinderisch: Ein
    Förderverein, der demnächst ins
    Leben gerufen werden soll, möch-
    te bei tierlieben Zeitgenossen
    Geldspenden sammeln, um die me-
    dizinische Behandlung solcher Tie-
    re auch künftig zu sichern, was
    dem „Kliniker aus Leidenschaft“
    eine Herzensangelegenheit ist.
    Die Liebe zur Biologie und zu
    den Naturwissenschaften waren
    es, die Korbel in seiner Berufs-
    wahl schon früh beeinflusst ha-
    ben. Das Studium der Tiermedizin
    an der Ludwig-Maximilians-Uni-
    versität München von 1979 bis
    1985, wo er mit einer Arbeit zum
    Thema „Wundheilung bei Vö-
    geln“ promovierte, war gewisser-
    maßen eine logische Folge seines
    Werdegangs, dem – nach Statio-
    nen an der University of Minneso-
    ta in den USA und an der Universi-
    tät in Wien – 2002 der Ruf auf den
    Lehrstuhl für aviäre Medizin und
    lich nicht sehr belastend, wirbt
    Korbel um Nachwuchs für seine
    Zunft. Dass dazu auch eine Passi-
    on für das Tier als Mitgeschöpf
    des Menschen gehöre, verstehe
    sich von selbst.
    Passion ist die eine Seite, Aus-
    dauer die andere. Rüdiger Korbel
    weiß, worüber er als Marathonläu-
    fer spricht. Ein Haustier zu halten
    erfordert Zeit, Zuwendung und
    Pflege, sagt er. Aus genau diesen
    Gründen verzichtet Korbel selbst
    darauf. Aber wenn sich der Chef
    der Vogelklinik wieder einmal ein
    Haustier anschaffen würde, dann
    wäre es kein Vogel, sondern eine
    Katze.
    fahren. Kennengelernt aber ha-
    ben sie sich erst vor ein paar Ta-
    gen, als sie in Freising am Bahn-
    steig nebeneinander auf den Zug
    nach Kulmbach warteten, wo
    der Brauerbund seinen Kandida-
    tinnen vor der Kür am 17. No-
    vember im Münchner Künstler-
    haus noch einen Crash-Kurs in
    Sachen Bier verordnet hatte.
    Den hätten sie eigentlich nicht
    nötig gehabt, sind sie sich einig,
    aber allein das gläserne Sud-
    werk sei die Reise wert gewesen.
    Sympathisch seien sie sich auch
    sofort gewesen und ein wenig
    enttäuscht, dass man nicht ge-
    meinsam ein Zimmer bezogen ha-
    be in Kulmbach.
    Beide waren eigentlich davon
    ausgegangen, dort einen eigenen
    Sud ansetzen zu können, doch
    das hatten die Organisatoren
    den Bewerberinnen wohl nicht
    zugetraut. Dabei wäre das für
    die beiden kein Problem gewe-
    sen: Apollonia Häußler hat gera-
    de eine erfolgreiche Lehre bei
    der Augustinerbrauerei hinter
    sich: „Die haben mich bei der Be-
    werbung gefragt, ob ich Kraft
    hab“, erzählt die Ausdauersport-
    lerin. Sonja Mörtz kann auf etli-
    che Praktika sowie Versuchs-
    und Messreihen in diversen
    Brauereien verweisen, „außer-
    dem habe ich schon im Wohn-
    heim mit Kommilitonen auf dem
    Balkon gebraut“.
    Doch Fachwissen allein wird
    für die Bierkönigin nicht genü-
    gen: Sonja, sorgfältig ge-
    schminkt, eher zurückhaltend-
    ruhig, verweist auf ihre Erfah-
    rungen „beim Modeln, bei Foto-
    Shootings und als Messe-Hos-
    tess“. Apollonia, zupackend
    frisch, hat lange Ballett getanzt
    und schon Solorollen im Schul-
    theater gesungen. Ein klein we-
    nig Bedenken hat sie, wenn sie
    im Finale mit hohen Absätzen
    im Gala-Dirndl auftreten soll.
    Sie müsse nicht gewinnen, „aber
    blamieren will ich mich nicht“,
    hat sich die Münchnerin vorge-
    nommen. Sonja Mörtz gibt zu, je
    näher der Auftritt vor der Jury
    mit Ex-Fußballer Paul Breitner,
    Tourismus-Managerin Ulrike
    Schillo, Wiesn-Wirt Sepp Krätz,
    Modemacherin Lola Paltinger
    und dem Brauerbund-Präsident
    Michael Weiß rücke, „desto ner-
    vöser werde ich“, obwohl ihr
    Hobby Kart-Fahren starke Ner-
    ven erfordere. Ihre Eltern in Min-
    delheim hätten ihr bedeutet, sie
    solle froh sein, wenn sie nicht ge-
    winne, und ihr Freund sei
    schlicht „genervt“.
    Auch bei Apollonia zuhause
    heißt es, das lenke doch nur ab
    vom Studium. Dabei lassen sich
    ihrer Ansicht nach sehr wohl die
    Pflichten als Bierkönigin und
    Auswirkungen auf
    das Grundwasser
    Neubiberg T Jürgen Sauer-
    land steht nicht gern vor verschlos-
    senen Türen. Besonders dann,
    wenn er nicht weiß, wann derjeni-
    ge, den er aufsuchen will, wieder
    an seinen Schreibtisch zurück-
    kehrt. Als Informatiker, der an
    der Bundeswehr-Universität in
    Neubiberg arbeitet, ist Sauerland
    gewöhnt, Probleme nicht nur zu er-
    kennen, sondern auch nach Lösun-
    gen zu suchen. In diesem Fall ist
    die Lösung eine Erfindung, auf
    welche die Bürowelt schon gewar-
    tet hat – das „digitale Türschild“.
    „Ich finde es ärgerlich, wenn an
    der Tür ein gelbes Post-it mit dem
    Satz „Komme gleich“ klebt und
    ich rätseln muss, was das nun kon-
    kret bedeutet“, sagt Sauerland.
    Macht es Sinn zu warten oder ist
    der Mensch im Urlaub? Nützt ein
    Anruf per Handy? Der Frust, der
    den Besucher klammheimlich be-
    schleiche, lasse sich abbauen oder
    An den Türen der Informatiker
    an der Bundeswehr-Hochschule
    sind die Boards der Zukunft schon
    installiert. Der Besucher erfährt,
    dass der Professor gerade in der
    Vorlesung ist, aber in zehn Minu-
    ten zurück sein will. Über biome-
    trische Daten, mit Hilfe eines Fin-
    gerscanners erhoben, können zu-
    sätzliche Informationen abgeru-
    fen werden, die nur für eine Per-
    son bestimmt sind. Das Tüpferl
    auf dem „i“ seiner Erfindung ist
    für Sauerland die Tatsache, dass
    das web-basierte Türschild von
    überall bedient und so die Infor-
    mation aktualisiert werden kann
    mittels PC oder auch per i-Phone.
    Das dekorative und informative
    Schild sei bezahlbar, sagt Sauer-
    land. Der digitale Bilderrahmen
    als Kernstück koste rund 120
    Euro, der komfortablere Touch-
    screen 600 Euro. „Der Präsentati-
    on mit Phantasie ist keine Gren-
    Greifvögel sind für Professor Rüdiger Korbel Beruf und Pas-
    sion zugleich: Bei der Augenheilkunde arbeitet er mit Fotos
    (Bild oben und rechts). Was moderne Tiermedizin kann, er-
    läutert Sonja Bergs Studenten (links). Fotos: Ulla Baumgart
    Infos statt Rätsel
    Bundeswehr-Uni arbeitet an „digitalem Türschild“
    n vom Fach
    n aus Weihenstephan wollen Bierkönigin werden
    An den Erfolg des digitalen Türschilds glaubt Gabi Dreo-Rodosek,
    Professorin der Bundeswehr-Uni in Neubiberg. Foto: Claus Schunk
    (Süddeutsche Zeitung, 12.11.2009)
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  24. Ausblick - Fazit
    Anforderungen erfüllt!
    Einsatz verschiedener Techniken ...
    ... was am Ende auch funktioniert hat!
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  25. Ausblick Ausprobieren
    Wer es ausprobieren mag:
    http://bitbucket.org/jeadorf/carrierpigeon/downloads
    Mobile-Client (JAR und evtl. JAD) herunterladen und auf das
    Handy spielen
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  26. Toolchain
    Hardware ATmega 8515, BTM-222, ST7565 LCD, AVRISP2
    Languages C, Java, Python
    Framework Java Micro Edition, Peter Fleury's UART library
    Compilation avr-gcc, avr-objcopy, avr-strip, avrdude,
    avr-nm, avr-size, splint, python, ant
    Helpers hcitool, rfcomm, gtkterm, jpnevulator
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